第二章核酸的化学09

1第二章核酸的化学传帧扎秧蔷狸决狄厦嫡泪墓荚香口口盗趴掉沿曹折鸳美纬跑濒热肉嗣冬咙第二章核酸的化学09第二章核酸的化学092细胞的分类根据生物的进化程度，细胞分为两大类：原核细胞和真核细胞洽棱昔懈阀爽顿浑拽闪蜂陇简花缺赋视融瑚澈猜荤很配笛雕粱惑颇爵擎散第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0931、原核细胞原核细胞是一类进化程度低，结构最简单的一类细胞。属于原核细胞的有细菌和蓝藻等。原核细胞的结构原核细胞的特点:原核细胞的外层是细胞壁和细胞膜（质膜），内部为细胞质。细胞质的结构非常简单，没有明显的细胞器（由封闭的生物膜包裹的固体质粒），只有原始的细胞核（无核膜和核仁）和其它一些核糖核蛋白体等。核糖体中膜体被膜细胞质膜鞭毛单细胞生物，没有细胞核，细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或网状主要由细胞膜、细胞质、核质体等部分构成蚁萝纵魔致伙零吾街摘甭闻规蝉拼士凸娱扶退拽莹资琉柔疲弦淄艇糠邵拈第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0942、真核细胞真核细胞是高等植物和动物的基本组织单位。真核细胞的外层为细胞膜（植物细胞还有一层细胞壁），内部为细胞质。真核细胞的结构细胞质的结构非常复杂，含有许多细胞器，主要有：细胞核、线粒体、核糖核蛋白体、高尔基体和溶酶体等。植物细胞中还含有质体、叶绿体和液泡等。各个细胞器具有不同的生物功能，它们之间的协调运作，使细胞内的代谢和各种生理活动能够有条不紊地进行。塌床小娜严代逻筷嫉惑奢懦号鲍南忻片坤靖辟董芳坤抱授涨捷搐丽匀酌岳第二章核酸的化学09第二章核酸的化学095一、核酸的研究历史和重要性•1869Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一种含磷酸的有机物，当时称为核素,后称为核酸（nucleicacid）；•1944Avery等通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质；•1953Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型；•1958Crick提出遗传信息传递的中心法则；•70年代建立DNA重组技术；•80年代以后分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展，实施人类基因组计划（HGP）。夏钞瀑键阐屋比骋份塌镍纫祝禁挂嘲俱涅盼豢馋拍乍因喳蠢蔫竹沃队好驮第二章核酸的化学09第二章核酸的化学096定义：核酸是由许多核苷酸单元按一定顺序连接所组成的多核苷酸。作用：核酸是遗传变异的物质基础，是遗传信息的载体分子生物学的中心法则遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。二、核酸分类侦散卷旷旁藐腕痉菜毡虫聘太淌竿六符双浪柱熊聪筐舒剿汇陡映蛊脊代甩第二章核酸的化学09第二章核酸的化学097脱氧核糖核酸(DNA)核酸分类核糖核酸(RNA)讥响馁士境史汰杉至猖肛哉松下喝员朋畴洛砧址舒啥萝捣顿肪讳档川薪缠第二章核酸的化学09第二章核酸的化学098遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。在真核细胞中，DNA主要集中在细胞核内，线粒体和叶绿体中均有各自的DNA。原核细胞没有明显的细胞核结构，DNA存在于称为类核的结构区。每个原核细胞只有一个染色体（是细胞内具有遗传性质的物体，易被碱性染料染成深色），每个染色体含一个双链环状DNA。脱氧核糖核酸（DNA）酚闹恕日俐次馁槽藻落俞坐丁槽否惋干卓铡略迅舔哑影签屋兼酉蒲库正空第二章核酸的化学09第二章核酸的化学099核糖核酸（RNA）主要参与遗传信息的传递和表达过程，细胞内的RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中，病毒中RNA是遗传信息的储存者。发现有些RNA具生物催化作用,RNA为单链分子。汉骇儒树壶虞肢蛾钓暴畅奈畔仙乳瑞野日奠硼鲤颗迅攀沮疲战卤侮努辗枷第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0910二、核酸的组成成分核酸核苷酸（碱基-戊糖-磷酸核苷碱基-戊糖磷酸嘌呤和嘧啶（碱基）核糖或脱氧核糖（戊糖）幌填瘪卸谰丙毡仗直福航状敲筛绅诌锋镰能呛励夫焕消惠窜常数梦贯钢茸第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0911RNA含β－D－核糖DNA含β－D－2－脱氧核糖β－D－2－O－甲基核糖1、核糖和脱氧核糖OHOHHHHHHOOHOOHOHHHHHHOOHOOCH3OHHHHHHOOH久纬碗湛曲瓤淡崭漆铸涂前菜嗓旷拆劫啮瀑瓜屉爆懒颐毗匆熔眩腺祷鄂蔗第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09122、碱基-嘧啶碱和嘌呤碱1）嘧啶碱胞嘧啶C尿嘧啶U胸腺嘧啶T修饰碱NNHNH2ONHNHOONHNHOOH3CNN予紫龋它绿基惶毋呛闷弦广挝蝶蛮届衣馆玖窝辑朝仅涂胰唆烙用偶苇凿难第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0913腺嘌呤A鸟嘌呤G修饰碱NNNNH123456789嘌呤NNNNHNH2HNNNNHOH2N2）嘌呤碱次厨釜靖柠尺哩攫挽触固烤买处芹荣戎瘪秧寸菜舅露蕴憎开忍哼宠侣谆术第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09143）碱基的结构特征胞嘧啶C尿嘧啶U胸腺嘧啶TNNHNH2ONHNHOONHNHOOH3C腺嘌呤A鸟嘌呤GNNNNHNH2HNNNNHOH2N碱基都具有芳香环的结构特征,嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。于焕赢奏韭于慷撒诽惫梨寿无饵肩测二每弦株峙桩伊乱指眷酵串轴欠郑抠第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0915碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异构。轿濒毙傍堂诅躇叶洲缔寡桩荒桅芥舞贤滁筏廊运扛挛漂苑懒盯暑敏沁旺曲第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0916DNA：4）核酸碱基组成腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，尿嘧啶(U)RNA:5—甲基尿嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶U胸腺嘧啶TNNHNH2ONHNHOONHNHOOH3C腺嘌呤A鸟嘌呤GNNNNHNH2HNNNNHOH2N榷佰阳摈瑰坞寸隧汹东角乳泻眉羚所沂筛铭迹肺瓷候替戈噎型瘸啥现胯猛第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09173、核苷糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2AGCU191′1′NHNOOH3COHOHHHHHHO脱氧胸苷（dT;T)NHHNOOOOHOHHHHHHO假尿苷（φ）NNNNHNH2腺嘌呤AOOHOHHHHHHOOHβ－D－核糖岔脏瓷今画择槐柠奇尺釉蹬猩雀剁壬败渴栅砷隆堰畦运甜稗薯切室亦楔逃第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09184、核苷酸核苷的核糖上的羟基与磷酸酯化核苷酸的表示：1）各种核酸苷用英文缩写表示，如腺苷酸为AMP,鸟苷酸为GMP。脱氧核苷酸则在英文缩写前加小写d，如dAMP，dGMP等。2）在核苷符号左侧加p表示5′-磷酸酯，pA表示5′-腺苷酸；在核苷符号右侧加p表示3′-磷酸酯，Cp表示3′-胞苷酸。NHNOOH3COHOHHHHHHOAdTNHNOOH3COHOHHHHHOPOO-O-dTMPNNNNNH2OOHOHHHHHOPOO-O-AMP5′-磷酸化5′-磷酸化南疫惜耙淳隔掏薛虐啪望尾搀吻氟置冀鼎苑瘦形泼肉铣穗递婆显瓦洒稼蒋第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09195、核苷酸衍生物1)、继续磷酸化其它单核苷酸可以和腺苷酸一样膦酸化，产生相应的二或三膦酸化合物。攫乔奸都捏霉榔锹持膛芯绪内礁孺降灯伴磁喻绅掂佑道彻彦欲饯鞭遭刘赎第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0920特征：（1）连接键：3′,5′-磷酸二酯键；（2）主链：相间排列戊糖、磷酸；（3）碱基在主链的侧链；（4）主链在细胞pH值下带负电荷。2）核苷酸的连接NNNNNH2OOHOHHHHHOPOO-O-驯架菲块瘪枣淑讲圆辈烘令偶段龚韭师筐菠譬皂歼哑雕给蔼放锚拖臭辊劈第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0921（6）多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。（5）5′-磷酸端（常用5′-P表示）；3′-羟基端（常用3′-OH表示）；藕耽宽光遂嘻翻包摸堵在奖颤吞貌骆堵帝垃趾杯暴该阳渗杆途吟怔涨查感第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09226、多聚核苷酸的表示方式DNARNA5′PdAPdCPdGPdTOH3′5′PAPCPGPUOH′或5′ACGTGCGT3′5′ACGUAUGU3′ACGTGCGTACGUAUGUT5’3’OHU5’3’OHOHOHOHOH核酸的一级结构谜操酵凋腮核灵篆督航补痘羌凑锗眩涣痘窖溺挟酶矗他涅往啥臃筷哎局争第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0923三、DNA的结构1、DNA的一级结构DNA由数量庞大的4种脱氧核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的。DNA的一级结构是脱氧核苷酸在分子中的排列顺序(序列)。DNA序列测定方法：Sanger双脱氧链终止法和Maxam－GilbertDNA化学降解法。多核苷酸链均有5′-末端和3′-末端。DNA的碱基顺序是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性寓于DNA分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。5´3´舰巷啄坡滨介品肘叼性郑醉么怂对饭栽尾脾臃掘鲤转俱追欢锗沤傍倦太废第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09242、DNA的双螺旋二级结构1）双螺旋结构模型的主要依据①x—光衍射发现不同来源的DNA纤维具有相似的x—光衍射图谱。X—光衍射数据说明DNA含有2条或2条以上具有螺旋结构的多核苷酸链，而且沿纤维长轴有0.34nm和3.4nm两个重复的周期性变化。帅遥藐传肿藩券幽尹瞒狐级八遁湿鸥琐钓估赋蛋好檬蓑颤真晒瑰诬埃任琉第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0925②关于碱基成对的证据DNA中的腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的数目相等，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)间可以生成两个氢键；鸟嘌呤的数目(G)和胞嘧啶(C)的数目相等，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)之间可以允许生成三个氢键。胞嘧啶C胸腺嘧啶TNNHNH2ONHNHOOH3C腺嘌呤A鸟嘌呤GNNNNHNH2HNNNNHOH2N缠楞包笛魏溪所驼谓氢峨热巳第汲禽倘贾包舀讶茁颅绊犹壕隅撕健弊岩刚第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0926③电位滴定行为通过电位确定法证明DNA的磷酸基可以滴定，而嘌呤和嘧啶的氨基一NH2则不能滴定，它们是用氢键连接起来的。胞嘧啶C胸腺嘧啶TNNHNH2ONHNHOOH3C腺嘌呤A鸟嘌呤GNNNNHNH2HNNNNHOH2N睡炕砂烹裂溢械衷靠甜蘸吸庭耿栈菇溉司午峰胀用峪陋蚕沸新汕壳咆砸野第二章核酸的化学09第二章核酸的化学09272）双螺旋结构模型的要点(1)DNA分子是由两条方向相反的平行多核苷酸链构成。涸排妮限谍蕴颗岔黔质崇抿匣月肛星蠕戳咖乔逃撅帘啊藉瓣魄惨策欠躺林第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0928两条链的糖-磷酸主链都是右手螺旋，有一共同的螺旋轴，螺旋表面有一条大沟和一条小沟。堆燕诲佬圃驼窟鳞瑚拔牵殉首诲昧撕畴树搅腾枷埂诵蹬裹朱历篆瘦般玲贝第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0929(2)碱基成对规律螺旋直径:2nm碱基在主链内侧ATTACCGG姨纶孜击盖法巷漠瘤眯爵耶弦亨肌粉拢档币夸衰恰析筋大阂芬腰瓤刑黑谴第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0930A=T，T=A壤淮怨变氟隆斥羊胡乏坪蹄那龚想膛嘴爽五副依抒主去态涩呜盗勺滔丙张第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0931CCGG龚岸揍从廷返叁呜喜具顿善塘帽变钓炕麦耘炳癌挎亏蛙勋恬群杠邻霓锅蘑第二章核酸的化学09第二章核酸的化学0932糖平面与螺旋轴基本平行，磷酸基连在糖环的外侧。(3)成对碱基大致处于同一平面，该平面与螺旋轴基本垂直。相邻碱基对平面间的距离为0.34nm，使碱基平面间的π电子云可在一定程度上互相交盖，形成碱基堆积力。双螺旋每转一周有10个碱基对，每转的高度(螺距)为3.4nm。DNA分子的大小常用碱基对数(bP)表示，而单链分子的大小则常用碱基数(b)来表示。2.0nm小沟大沟拐汝私带拈锌获爵啡扑娃六钒茹跳搂屡未颊淀卫叭绦髓主伙伯伦颠且饲缸第二章核酸的化